Образец для проверки ручной настройки чувствительности дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле

Авторы патента:

Полезная модель относится к области неразрушающих методов контроля изделий на отсутствие в них внутренних дефектов, в частности к автоматизированному ультразвуковому контролю качества куполообразных крупногабаритных заготовок, и может найти широкое применение в различных отраслях машиностроения. Образец для проверки ручной настройки чувствительности дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле качества куполообразных изделий со сферическими поверхностями, выполненный в виде кольца с цилиндрическими сквозными отверстиями, в которые введены стандартные образцы с плоскодонными искусственными отражателями, при этом рабочие поверхности стандартных образцов установлены заподлицо с рабочей поверхностью кольца, цилиндрические отверстия в кольце выполнены радиальными, их оси лежат в одной плоскости, совпадают с радиусами кольца, пересекают его внешнюю боковую поверхность с постоянным шагом между смежными осями, а отверстия на этой поверхности снабжены фасками, которые после установки стандартных образцов заполняются герметиком. Технический результат полезной модели заключается в том, что она позволяет в автоматическом режиме проверять ручную настройку чувствительности дефектоскопической аппаратуры при контроле изделий со сферическими поверхностями путем регистрации искусственных отражателей, эквивалентных дефектам, заданных по нормам дефектности изделия теми же преобразователем, акустическим блоком и манипулятором, которыми ведется автоматизированный ультразвуковой контроль куполообразных изделий со сферическими поверхностями, определить оптимальный шаг сканирования преобразователя по дугообразной траектории, перпендикулярной вращению изделия при его контроле и обеспечить метрологическую поверку плоскодонных искусственных отражателей стандартных образцов. 1 п.ф, 2 илл.

Известен испытательный образец [1] для неразрушающего контроля цилиндрических изделий акустическим методом, состоящий из двух втулок, установленных одна в другой, внутренняя из которых имеет искусственные дефекты с заданными геометрическими размерами в виде выемок на наружной поверхности, а внутренняя поверхность внутренней втулки концентрична наружной поверхности наружной втулки, при этом втулки выполнены с равным эксцентриситетом.

Однако, испытательный образец имеет серьезные недостатки:

- невозможность обеспечить глубину залегания искусственных отражателей (ГОСТ 23829-85) в ближней зоне 3,0 мм, 2,0 мм, 1,0 мм, 0,5 мм;

- невозможность определения оптимального шага сканирования, поскольку искусственные отражатели выполнены в виде сквозных выемок, параллельных оси втулок;

- проблематичность метрологического обеспечения образца по отражательной способности его искусственных отражателей.

Известен также образец [2] для проверки настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле качества цилиндрических и конусных изделий, характеризующийся тем, что он выполнен в виде кольца с торцевыми цилиндрическими отверстиями, в которые введены стандартные образцы с искусственными отражателями, при этом рабочие поверхности стандартных образцов установлены в одной плоскости с рабочей поверхностью кольца.

Образец [2] для проверки настройки дефектоскопа имеет явные преимущества перед испытательным образцом [1], потому что он обеспечивает:

- сканирование ультразвукового преобразователя по его рабочей поверхности в автоматическом режиме;

- регистрацию искусственных отражателей не менее, чем дважды на двух соседних траекториях в процессе автоматического сканирования ультразвукового преобразователя по торцевой поверхности образца;

- поверку стандартных образцов с искусственными отражателями на глубине залегания (ГОСТ 23829-85) и по отражательной способности (ГОСТ 23829-85);

- определение оптимального шага сканирования по результатам записей искусственных отражателей заданного диаметра.

Однако, наряду с имеющимися достоинствами, образец [2] для проверки настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле имеет серьезный недостаток, заключающийся в невозможности его использования при контроле куполообразных изделий со сферическими поверхностями, потому что для проверки ручной настройки чувствительности дефектоскопа в автоматическом режиме необходимы условия равноценные условиям контроля изделия. А именно, одинаковое усилие прижима к поверхности образца и использование одного и того же манипулятора при проверке чувствительности и контроля изделия.

Несмотря на имеющиеся недостатки, образец [2] для проверки чувствительности дефектоскопа как наиболее близкий аналог предлагаемого технического решения может быть принят в качестве его прототипа.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание образца для проверки ручной настройки чувствительности дефектоскопа при автоматическом ультразвуковом контроле крупногабаритных изделий со сферическими поверхностями.

Поставленная задача решается следующими техническими решениями:

- цилиндрические отверстия в кольце выполнены радиальными;

- оси цилиндрических отверстий лежат в одной плоскости и выходят на внешнюю боковую поверхность кольца с равномерным шагом между собой;

- отверстия со стороны внешней поверхности кольца снабжены фасками, которые после установки стандартных образцов заполняются герметиком.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется графическими материалами, представленными на фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого образца. На фиг. 2 - поперечное сечение образца.

Образец, фиг. 1 и фиг. 2, представляет собой кольцо 1 со сквозными радиальными отверстиями 2, оси которых лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси кольца. Отверстия 2 с внешней поверхности кольца 1 снабжены фасками 3. В отверстия 2 вставлены стандартные образцы 4 с искусственными отражателями 5 в виде глухих плоскодонных отверстий. Стандартные образцы 4 при установке их в отверстия 2 кольца 1 выравнены с помощью, например, лекальной линейки с рабочей боковой поверхностью кольца 1 и закреплены в отверстиях 2 стопорными винтами 6, а фаски 3 отверстий 2 и фаски стандартных образцов 4 заполнены герметиком, ультразвуковой преобразователь 7 установлен на боковую поверхность кольца 1.

Образец 1 работает следующим образом. После ручной настройки чувствительности дефектоскопа (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан) на стандартных образцах 4 образец 1 с стандартными образцами 4 с помощью цехового подъемного оборудования, например мостового крана или тельфера, устанавливают на рабочем столе (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан), предназначенном для вращения контролируемого изделия автоматизированной ультразвуковой установкой (на фиг. 1 и фиг. 2 не показана). На рабочую боковую поверхность образца 1 устанавливают ультразвуковой преобразователь 7, включают установку (на фиг. 1, фиг. 2 не показана), ее рабочий стол с образцом 1, в отверстия которого вставлены стандартные образцы 4, начинает вращаться. При этом после каждого полного оборота образца 1 ультразвуковой преобразователь с помощью специального манипулятора для ультразвукового контроля крупногабаритных изделий куполообразной формы смещается вверх по образующей образца 1. Поэтому для того, чтобы ультразвуковой преобразователь прошел через все искусственные отражатели 5, его первоначально устанавливают на 6-8 мм ниже искусственных отражателей 5 стандартных образцов.

При регистрации всех без исключения искусственных отражателей, стандартных образцов 4 дефектоскопической аппаратурой не менее, чем двумя штрихами на смежных траекториях преобразователя проверка ручной настройки чувствительности дефектоскопической аппаратуры считается завершенной. Это повышает достоверность автоматизированного ультразвукового контроля.

Шаг перемещения преобразователя перпендикулярно вращению кольца 1 определяется по максимальному расстоянию между двумя его смежными траекториями по боковой поверхности кольца 1 при условии регистрации искусственного отражателя 5 стандартного образца 4 двумя черточками.

Аттестацию стандартных образцов 4 осуществляют обычным порядком, вынув их из отверстий кольца.

Предлагаемый образец 1 для проверки ручной настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле позволяет заменять стандартные образцы 4 с одним диаметром искусственных отражателей на образцы 4 с другими диаметрами искусственных отражателей 5.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет решить основные задачи: проверять ручную настройку чувствительности дефектоскопической аппаратуры в автоматическом режиме ультразвукового контроля путем регистрации искусственных отражателей, эквивалентных дефектам, которые необходимо выявлять в контролируемом изделии по его нормам дефектности, провести эту проверку теми же преобразователями, акустическими блоками и манипулятором, которыми осуществляется автоматизированный ультразвуковой контроль изделий со сферическими поверхностями, и за счет этого повысить надежность ультразвукового контроля, обеспечить метрологическую поверку искусственных отражателей в стандартных образцах по их отражательной способности и по глубине залегания, и определить оптимальный шаг сканирования преобразователей в процессе контроля.

Источники информации

1. Авт. свид. СССР 502313, кл. G01N, «Испытательный образец для неразрушающего контроля цилиндрических изделий», заявлено 01.04.1974.

2 Патент РФ 61040, кл. G01N, «Образец для проверки настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле», приоритетом от 25.09.2006.

Образец для проверки ручной настройки чувствительности дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле качества куполообразных изделий со сферическими поверхностями, выполненный в виде кольца с цилиндрическими сквозными отверстиями, в которые введены стандартные образцы с плоскодонными искусственными отражателями, при этом рабочие поверхности стандартных образцов установлены в одной плоскости с рабочей поверхностью кольца, отличающийся тем, что цилиндрические отверстия в кольце выполнены радиальными, их оси лежат в одной плоскости и пересекают внешнюю боковую поверхность кольца с постоянным шагом между собой, а отверстия на этой поверхности снабжены фасками, которые после установки стандартных образцов заполняются герметиком.